Method Article

Isolatie, synthese en karakterisering van CD47- en integrine α4/β1–gemodificeerde macrofagenmembraan-gecoate poly(melkzuur-co-glycolzuur) nanopels

DOI:

10.3791/70791

May 29th, 2026

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol maakt de bereiding en karakterisering mogelijk van CD47- en integrine α4/β1-co-gemodificeerde macrofagen, membraan-gecoate poly(melkzuur-co-glycolzuur) nanodeeltjes voor gerichte toepassingen van geneesmiddelafgifte.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Atherosclerose is een chronische ontstekingsziekte en een belangrijke bijdrager aan cardiovasculaire morbiditeit en mortaliteit. Gerichte toediening van ontstekingsremmers aan atherosclerotische plaatsen blijft een aanzienlijke uitdaging. Hier presenteren we een gedetailleerd protocol voor de voorbereiding en karakterisering van CD47- en integrine α4/β1–co-gemodificeerde macrofagenmembraan-gecoate colchicine-geladen poly(melkzuur-co-glycolzuur) nanodeeltjes (MMM/COL NP's). Het protocol omvat macrofagenmodificatie via plasmidetransfectie en endotheline-1 stimulatie, membraanisolatie, NP-fabricage en membraancoating. De resulterende MMM/COL NP's worden geëvalueerd met behulp van fysisch-chemische karakterisering, eiwitexpressie-analyse en in vitro- en in vivo-assays . Functionele validatie omvat de beoordeling van cellulaire associatie met geactiveerde endotheelcellen, opname van macrofagen, ontstekingsremmende effecten in schuimcellen en biodistributie in een muisatherosclerosemodel. Daarnaast worden belangrijke experimentele parameters en kwaliteitscontrolestappen benadrukt om reproduceerbaarheid en consistentie tussen laboratoria te waarborgen. Dit protocol biedt een robuuste en schaalbare benadering voor het genereren van biomimetische NP's voor gerichte geneesmiddelafgiftetoepassingen in atheroscleroseonderzoek.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Atherosclerose is een chronische ontstekingsziekte die leidt tot fatale cardiovasculaire gebeurtenissen en beroertes door arteriële lumenstenose en een onstabiele plaque-ruptuur, wat een aanzienlijke wereldwijde gezondheidslastveroorzaakt 1,2,3. Downregulatie van ontstekingsreacties op de atherosclerotische locatie is een belangrijk therapeutisch doelwit 4,5. Colchicine, een krachtig ontstekingsremmer, heeft veelbelovend getoond in het verminderen van nadelige cardiovasculaire gebeurt....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle dierprocedures die in dit protocol zijn beschreven, zijn goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee van het Nanjing Drum Tower Hospital en volgden de richtlijnen voor de verzorging en het gebruik van proefdieren die zijn vastgesteld door de National Institutes of Health.

1. Aanpassing van RAW 264.7 macrofagen

  1. Bereid RAW 264,7 cellen voor, voltooi Dulbecco's Modified Eagle Medium aangevuld met 10% foetaal rundereserum (FBS) en 1% penicilline–streptomycine, CD47 overexpressieplasmide, Lipofectamine 3000 transfectiereagentia, endotheline-1 (ET-1), fosfaat....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

DLS-metingen werden uitgevoerd met een Zetasizer Nano ZS-systeem bij 25°C met een terugverstrooiingshoek van 173°. De monsters werden 20 keer verdund in gedeïoniseerd water (eindconcentratie ongeveer 0,1 mg/mL) en 2 minuten voor de meting in evenwicht gebracht. Elk monster werd in drievoud gemeten en de resultaten worden weergegeven als gemiddelde ± SD. DLS en TEM tonen een toename in NP-grootte na membraancoating en bevestigen de vorming van een kern–schaalstructuur (

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol biedt een uitgebreide methode voor het construeren en toepassen van CD47- en integrine α4/β1–co-gemodificeerde macrofagenmembragen-gecoate NP's voor gerichte atherosclerosetherapie. De belangrijkste voordelen van dit systeem zijn actieve targeting via de integrine α4/β1–VCAM-1 interactie en een verminderde macrofagenopname die geassocieerd wordt met CD47-gemedieerde signalering, zoals ondersteund door in vitro opnametests (Figuur 3) en in vi.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen of andere belangenconflicten.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs bedanken Dr. Jinxuan Zhao en Dr. Dr. Jiaqi Yu voor hun wetenschappelijk advies, en het personeel van PROMAB voor hun technische ondersteuning.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
7-Aminoactinomycin D (7-AAD)Thermo Fisher Scientific (USA)A1310Viability dye for flow cytometry live/dead discrimination
Alexa Fluor 488-conjugated goat anti-rabbit IgGThermo Fisher Scientific (USA)A-11008Secondary antibody for CD68 immunofluorescence staining
Anti-mouse CD47 antibodyAbcam (USA)ab214453Used for Western blot analysis to verify CD47 expression
Anti-mouse integrin α4 antibody (B-2)Santa Cruz Biotechnology (USA)sc-376334Used for Western blot analysis to verify integrin α4 expression
Anti-mouse integrin β1 antibody (A-4)Santa Cruz Biotechnology (USA)sc-374429Used for Western blot analysis to verify integrin β1 expression
ApoE-/- miceThe Jackson Laboratory (USA)N/AUsed for in vivo atherosclerosis model
BCA assay kitThermo Fisher Scientific (USA)23225Used to determine protein concentration
Black silicone plateN/AN/AUsed to mount aorta for ex vivo imaging
CD47 plasmid (pcDNA3.1(+))Generay Biotech (China)G0177361-1Contains mouse Cd47 gene for overexpression
ColchicineSigma-Aldrich (USA)C9754Therapeutic payload in nanoparticles
Confocal laser scanning microscopeLeica MicrosystemsTCS SP8Used for fluorescence imaging and co-localization analysis
Citrate buffer (pH 6.0)Thermo Fisher Scientific (USA)N/AUsed for antigen retrieval in immunofluorescence staining
Dialysis tubing (MWCO 3,500 Da)Sigma-Aldrich (USA)PURD35030Used for nanoparticle purification
Dimethyl sulfoxide (DMSO)Sigma-Aldrich (USA)D2447Solvent for nanoparticle preparation
DiI (1,1′-dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine perchlorate)Beyotime (China)C1036Fluorescent labeling of nanoparticle core
DiO (3,3′-dioctadecyloxacarbocyanine perchlorate)Beyotime (China)C1038Fluorescent labeling of macrophage membrane
DiRBeyotime (China)Y239280Used for in vivo fluorescence imaging
DAPIThermo Fisher Scientific (USA)D3571Nuclear counterstain for fluorescence imaging
Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM)Thermo Fisher Scientific (USA)11965092Cell culture medium
Dynamic light scattering analyzer (Zetasizer Nano ZS)Malvern Panalytical (UK)N/AUsed for dynamic light scattering (DLS) measurements of nanoparticle size, PDI, and zeta potential
ELISA kitR&D Systems (USA)Depends on target cytokineUsed to quantify inflammatory cytokines
Endothelin-1 (ET-1)Sigma-Aldrich (USA)E7764Used to stimulate integrin α4/β1 expression
Fetal bovine serum (FBS)Gibco (Thermo Fisher Scientific, USA)10091148Supplement for cell culture medium
Flow cytometerBD Biosciences (USA)FACSCaliburUsed for fluorescence signal acquisition
Flow cytometry analysis software (FlowJo v10.8.1)BD Biosciences (USA)N/AUsed for flow cytometry data analysis
Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs)FuHeng Biotechnologies (China)FH1122Used for in vitro targeting assays
Image analysis software (ImageJ)National Institutes of Health (USA)N/AUsed for quantitative image analysis
In vivo imaging systemPerkinElmer (USA)IVIS Lumina IIIUsed for whole-body fluorescence imaging
Isopropanol (60%)Sigma-Aldrich (USA)34863Used for differentiation during Oil Red O staining
Lipofectamine 3000Thermo Fisher Scientific (USA)L3000001Transfection reagent
Magnetic stirrer and stir barN/AN/AUsed for nanoparticle preparation
Masson’s Trichrome stain kitAbcam (USA)ab150686Used for collagen staining
Mini extruderAvanti Polar Lipids (USA)610000Used for membrane extrusion
Murine RAW 264.7 cell lineFuHeng Biotechnologies (China)FH0328Source of macrophages
Murine smooth muscle cell lineFuHeng Biotechnologies (China)FH-Y063Used for safety evaluation
Oil Red OSigma-Aldrich (USA)O0625Used for lipid staining
Opti-MEMThermo Fisher Scientific (USA)31985062Reduced-serum medium for transfection
Oxidized low-density lipoprotein (Ox-LDL)Yiyuan Biotechnologies (China)YB-002Used to induce foam cell formation
Penicillin–streptomycinThermo Fisher Scientific (USA)15140122Antibiotic supplement for cell culture
Phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF)Sigma-Aldrich (USA)78830Protease inhibitor
Phosphate-buffered saline (PBS)Thermo Fisher Scientific (USA)10010023Washing and dilution buffer
Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA, 50:50; MW 90,000)Dalian Meilun Biotechnology (China)MB5649-1Polymer for nanoparticle fabrication
Polycarbonate membrane filters (200 nm, 400 nm)Whatman (UK)800282Used for extrusion
Potassium chloride (KCl)Sigma-Aldrich (USA)P9333Component of lysis buffer
P3000 reagentThermo Fisher Scientific (USA)L3000001Transfection enhancer
Rotary microtomeLeica Biosystems (Germany)RM2235Used for paraffin sectioning
Syringe pumpHarvard Apparatus (USA)70-3007Used for controlled nanoparticle formation
Transmission electron microscope (TEM)Thermo Fisher Scientific (USA)Talos F200SUsed for nanoparticle imaging
Tris-HClSigma-Aldrich (USA)T2663Buffer component
Tumor necrosis factor alpha (TNF-α)R&D Systems (USA)410-MTUsed to activate endothelial cells
Ultrapure waterMilli-Q (Merck, USA)ZMQSV0T01Used for nanoparticle preparation and dialysis

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Macrophage MembranePoly Lactic Glycolic AcidNanoparticle SynthesisMembrane CoatingCD47 ModificationIntegrin Alpha4 Beta1Plasmid TransfectionProtein Expression AnalysisTargeted Drug DeliveryAtherosclerosis Model

Related Articles